SMD LED LTST-C190KGKT 規格書 - 尺寸 3.2x1.6x0.8mm - 電壓 1.9-2.4V - 功率 75mW - 綠色 AlInGaP - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

本文件詳述一款表面黏著裝置（SMD）LED 燈的規格。此元件專為自動化印刷電路板（PCB）組裝而設計，特別適用於空間受限的關鍵應用。該 LED 具備超薄外型，並採用先進的 AlInGaP 半導體材料作為發光晶片，能在綠色光譜範圍內提供高亮度輸出。

1.1 產品特點

• 符合 RoHS（有害物質限制）指令。
• 極低剖面高度，僅 0.80 毫米。
• 由 AlInGaP（磷化鋁銦鎵）晶片提供高發光強度。
• 以 8 毫米載帶包裝，捲繞於 7 英吋直徑捲盤上，適用於自動化取放系統。
• 標準化 EIA（電子工業聯盟）封裝外型。
• 相容於標準積體電路（IC）驅動位準。
• 設計用於相容自動化元件置放設備。
• 適用於表面黏著技術（SMT）常用的紅外線（IR）迴焊製程。

1.2 應用領域

此 LED 用途廣泛，可整合至各式電子裝置與系統中，包括但不限於：

• 通訊設備（例如：無線電話、行動電話）。
• 辦公室自動化設備與網路系統。
• 家電與消費性電子產品。
• 工業控制與儀表面板。
• 鍵盤與按鍵背光。
• 狀態與電源指示燈。
• 微型顯示器與符號照明。
• 室內標誌與資訊顯示器。

2. 技術規格深入解析

以下章節將詳細分析此 LED 的電氣、光學與環境特性。

2.1 絕對最大額定值

這些數值代表可能導致元件永久損壞的極限。不保證在此條件下運作。

• 功率消耗（Pd）：75 mW
• 峰值順向電流（I_F(PEAK)）：80 mA（於 1/10 工作週期，0.1ms 脈衝寬度下）
• 連續順向電流（I_F）：30 mA DC
• 逆向電壓（V_R）：5 V
• 操作溫度範圍（T_opr）：-30°C 至 +85°C
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-40°C 至 +85°C
• 紅外線迴焊溫度：最高 260°C，持續 10 秒。

2.2 電氣與光學特性

這些是在環境溫度（T_a）為 25°C 及指定測試條件下量測的典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：18.0 - 71.0 mcd（於 I_F= 20 mA 下量測）。
• 視角（2θ_1/2）：130 度（軸上強度一半時的離軸角度）。
• 峰值發射波長（λ_P）：574.0 nm（典型值）。
• 主波長（λ_d）：567.5 - 576.5 nm（於 I_F= 20 mA 下量測）。
• 光譜線半寬度（Δλ）：15 nm（典型值）。
• 順向電壓（V_F）：1.9 - 2.4 V（於 I_F= 20 mA 下量測）。
• 逆向電流（I_R）：最大 10 μA（於 V_R= 5 V 下量測）。

3. 分級系統說明

為確保生產與設計的一致性，LED 會根據關鍵參數進行分級。這讓設計師能選擇符合特定電壓、亮度與顏色要求的元件。

3.1 順向電壓（V_F）分級

分級定義了 LED 在 20mA 驅動下的順向電壓降範圍。每個分級的容差為 ±0.1V。

• 分級 4：1.90V - 2.00V
• 分級 5：2.00V - 2.10V
• 分級 6：2.10V - 2.20V
• 分級 7：2.20V - 2.30V
• 分級 8：2.30V - 2.40V

3.2 發光強度（I_V）分級

分級依據 20mA 下的最小與最大發光輸出進行分類。每個分級的容差為 ±15%。

• 分級 M：18.0 mcd - 28.0 mcd
• 分級 N：28.0 mcd - 45.0 mcd
• 分級 P：45.0 mcd - 71.0 mcd

3.3 色調 / 主波長（λ_d）分級

此分級控制綠色的精確色調。每個分級的容差為 ±1 nm。

• 分級 C：567.5 nm - 570.5 nm
• 分級 D：570.5 nm - 573.5 nm
• 分級 E：573.5 nm - 576.5 nm

4. 性能曲線分析

典型性能曲線（未在本文中複製，但在規格書中有提及）提供了元件在不同條件下行為的視覺化洞察。這些通常包括：

• 相對發光強度 vs. 順向電流：顯示光輸出如何隨驅動電流增加，通常為非線性關係。
• 順向電壓 vs. 順向電流：說明二極體的 IV 特性曲線。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示光輸出的熱降額；強度通常隨溫度升高而降低。
• 光譜分佈：顯示跨波長的相對輻射功率圖，以 574nm 的峰值波長為中心，典型半寬度為 15nm。

5. 機械與包裝資訊

5.1 封裝尺寸

此 LED 具有緊湊的矩形 SMD 佔位面積。關鍵尺寸（單位：毫米）為：長度 = 3.2，寬度 = 1.6，高度 = 0.8。詳細尺寸圖標示了焊墊位置、元件外型與極性標記（通常為陰極指示）。除非另有說明，所有尺寸容差為 ±0.1mm。

5.2 建議 PCB 焊墊圖案

提供建議的焊墊佈局，以確保迴焊過程中的可靠焊接與正確對位。此圖案考慮了迴焊期間焊錫圓角的形成與元件自對準。

5.3 載帶與捲盤包裝

LED 以壓紋載帶搭配保護蓋帶供應。關鍵包裝細節：

• 載帶寬度：8 毫米。
• 捲盤直徑：7 英吋（178 毫米）。
• 每捲數量：4000 顆。
• 最小訂購量（MOQ）：剩餘數量為 500 顆。
• 包裝符合 ANSI/EIA-481 標準。

6. 焊接與組裝指南

6.1 紅外線迴焊（無鉛製程）

此元件適用於無鉛焊接製程。提供建議的迴焊溫度曲線，遵循 JEDEC 標準。關鍵參數包括：

• 預熱溫度：150°C 至 200°C。
• 預熱時間：最長 120 秒。
• 本體峰值溫度：最高 260°C。
• 高於 260°C 時間：最長 10 秒。
• 迴焊次數：最多兩次。

注意：實際溫度曲線必須根據具體的 PCB 設計、焊錫膏與使用的迴焊爐進行特性分析。

6.2 手工焊接

若需手工焊接，必須極度小心：

• 烙鐵溫度：最高 300°C。
• 焊接時間：每支接腳最長 3 秒。
• 焊接嘗試次數：建議僅進行一次，以防止熱損壞。

6.3 清潔

若焊接後需要清潔，僅應使用指定溶劑以避免損壞 LED 封裝。建議使用乙醇或異丙醇（IPA）。LED 應在常溫下浸泡少於一分鐘。

7. 儲存與操作注意事項

7.1 靜電放電（ESD）敏感性

LED 對靜電放電敏感。操作期間必須實施適當的 ESD 防護措施，包括使用接地腕帶、防靜電墊與導電容器。所有設備必須妥善接地。

7.2 濕度敏感性

此元件具有濕度敏感等級（MSL）評級。特定等級（例如 MSL 3）表示在原始密封袋開啟後，元件在需要烘烤以去除吸收的水氣之前，可暴露於室溫環境下的時間長度。

• 密封包裝：儲存於 ≤30°C 且 ≤90% 相對濕度（RH）環境。若儲存於帶有乾燥劑的原始防潮袋中，保存期限為一年。
• 已開封包裝：對於從密封袋取出的元件，儲存環境不應超過 30°C 和 60% RH。建議在一週內完成紅外線迴焊製程。若需在原始袋外長時間儲存，應儲存於帶有乾燥劑的密封容器中。儲存超過一週的元件在焊接前應進行烘烤（例如，在 60°C 下烘烤 20 小時），以防止迴焊期間發生 \"爆米花效應\"。

8. 應用說明與設計考量

8.1 限流

當從電壓源驅動 LED 時，幾乎總是需使用外部限流電阻。電阻值可使用歐姆定律計算：R = (V_source- V_F) / I_F。使用規格書中的最大 V_F值（2.4V）可確保電阻即使對於最高電壓分級的 LED 也能提供足夠的限流。

8.2 熱管理

雖然功率消耗較低（75mW），但將 LED 接面溫度維持在指定的操作範圍內，對於長期可靠性與穩定的光輸出至關重要。確保 PCB 焊墊設計中有足夠的散熱措施，並避免將 LED 置於其他顯著熱源附近。

8.3 光學設計

130 度的寬視角使此 LED 適用於需要寬廣、漫射照明而非聚焦光束的應用。對於指示燈應用，請考量所需的發光強度（選擇適當的 I_V分級），以確保在環境照明條件下的可見度。

9. 技術比較與差異化

此 LED 的主要差異化因素是其超薄 0.8mm 高度以及使用AlInGaP 晶片。相較於傳統的 GaP（磷化鎵）綠色 LED，AlInGaP 技術通常提供更高的效率與亮度，從而在給定的驅動電流下產生更大的發光強度。在 Z 軸高度嚴重受限的現代超薄消費性電子產品中，其薄型外觀是一項關鍵優勢。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 峰值波長與主波長有何不同？

峰值波長（λ_P）：發射光功率最大的單一波長。主波長（λ_d）：與 CIE 色度圖定義的 LED 感知顏色相匹配的單色光波長。λ_d對於顯示器與指示燈應用中的顏色規格更為相關。

10.2 我可以在沒有限流電阻的情況下驅動此 LED 嗎？

No.LED 是電流驅動裝置。將其直接連接到超過其順向電壓的電壓源，將導致過量電流流過，可能因熱失控而立即損壞元件。請務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。

10.3 為什麼分級很重要？

分級確保應用內的顏色與亮度均勻性。使用來自相同 V_F、I_V與 λ_d分級的 LED，可保證面板上的所有指示燈具有一致的外觀與性能，這對於使用者體驗與產品品質至關重要。

11. 實務設計範例

情境：為一個由 3.3V 電源軌供電的可攜式裝置設計狀態指示燈。目標是中等亮度的綠色指示燈。

1. 電流選擇：選擇 10mA 的驅動電流，以平衡亮度與功耗。
2. 電阻計算：為安全起見，使用最大 V_F值：R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 歐姆。最接近的標準值為 91 歐姆。
3. 分級選擇：指定發光強度為分級 N（28-45 mcd），主波長為分級 D（570.5-573.5 nm），以獲得一致的中等亮度綠色。
4. 佈局：遵循規格書中建議的焊墊圖案。確保陰極焊墊（標記於 LED 上）透過限流電阻連接到地。

12. 技術簡介

此 LED 採用生長於透明基板上的AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體。當施加順向電壓時，電子與電洞在晶片的主動區域內復合，以光子（光）的形式釋放能量。AlInGaP 合金的特定成分決定了能隙能量，從而決定了發射光的顏色，在此例中為綠色。此材料系統以其高內部量子效率而聞名，特別是在紅、橙、黃和綠色光譜區域。

13. 產業趨勢

消費性電子產品中 SMD LED 的趨勢持續朝向微型化、更高效率與改善的顯色性發展。封裝高度正縮減至 0.8mm 以下，以實現更薄的裝置。效率的提升（每瓦更多流明）降低了功耗與熱負載。同時，為滿足高解析度顯示器與汽車照明嚴苛的顏色均勻性要求，對更嚴格的分級容差也日益重視。基礎的半導體技術也在演進，針對 GaN-on-Si 和 micro-LED 等材料的研究正在進行，以用於下一代應用。